Java进阶专题(二十六) 数据库原理研究与优化 (3)

整个MySQL Server由以下组成
Connection Pool : 连接池组件
Management Services & Utilities : 管理服务和工具组件
SQL Interface : SQL接口组件
Parser : 查询分析器组件
Optimizer : 优化器组件
Caches & Buffers : 缓冲池组件
Pluggable Storage Engines : 存储引擎
File System : 文件系统

1) 连接层

最上层是一些客户端和链接服务,包含本地socket 通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于
TCP/IP的通信。主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。在该层上引入了线程
池的概念,为通过认证安全接入的客户端提供线程。同样在该层上可以实现基于SSL的安全链接。服务
器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。
2) 服务层

第二层架构主要完成大多数的核心服务功能,如SQL接口,并完成缓存的查询,SQL的分析和优化,部
分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现,如 过程、函数等。在该层,服务器会解
析查询并创建相应的内部解析树,并对其完成相应的优化如确定表的查询的顺序,是否利用索引等,
最后生成相应的执行操作。如果是select语句,服务器还会查询内部的缓存,如果缓存空间足够大,
这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。
3) 引擎层

存储引擎层, 存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取,服务器通过API和存储引擎进行通
信。不同的存储引擎具有不同的功能,这样我们可以根据自己的需要,来选取合适的存储引擎。
4)存储层

数据存储层, 主要是将数据存储在文件系统之上,并完成与存储引擎的交互。
和其他数据库相比,MySQL有点与众不同,它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用。主要
体现在存储引擎上,插件式的存储引擎架构,将查询处理和其他的系统任务以及数据的存储提取分离。
这种架构可以根据业务的需求和实际需要选择合适的存储引擎。

存储引擎介绍

MySQL中支持的存储引擎比较多,我们这里重点讲解两种, InnoDB 与 MyISAM

特点 InnoDB MyISAM
存储限制   64TB   256TB  
事务安全   支持   -  
锁机制   行锁(适合高并发)   表锁  
B+树索引   支持   支持  
哈希索引   -(具有自适应哈希索引功能)   -  
全文索引   支持(5.6版本之后)   支持  
集群索引   支持   -  
数据索引   支持   -  
索引缓存   支持   支持  
数据可压缩   支持   支持  
空间使用      
内存使用      
批量插入速度      
支持外键   支持   -  
InnoDB存储引擎深度剖析 InnoDB体系结构

Java进阶专题(二十六) 数据库原理研究与优化

缓冲池模块
1). 介绍
InnoDB存储引擎基于磁盘文件存储,访问物理硬盘和在内存中进行访问,速度相差很大,为了尽可能弥补这两者之间的I/O效率的差值,就需要把经常使用的数据加载到缓冲池中,避免每次访问都进行磁盘I/O。
在InnoDB的缓冲池中不仅缓存了索引页和数据页,还包含了undo页、插入缓存、自适应哈希索引以及InnoDB的锁信息等等。

2). 读取
在数据库中进行读取页的操作时, 首先将磁盘中读取到的页数据存放在缓冲池中, 下一次再读相同的页时, 首先判断缓冲池中是否存在,如果缓冲池被命中,则直接读取数据, 如果没有,则读取磁盘中的页数据。

3). 更新
而对于数据库中页的修改操作,则首先修改在缓冲池中的页,然后再以一定的频率刷新到磁盘上,从而保证缓冲池中的数据与磁盘中的数据一致。页从缓冲池刷新回磁盘的操作并不是在每次页发生更新时,都需要触发,出于整体的性能考虑,而是通过checkpoint机制刷新回磁盘。

4). 参数配置
在专用服务器上,通常将多达80%的物理内存分配给缓冲池。参数设置:

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